2023汽車半導體生態峰會 || 蜂巢智能轉向曹良振：方向盤與車輛的解耦是未來智能汽車發展的必要條件

以“鏈啟芯程 · 智造未來”為主題的“2023汽車半導體生態峰會暨全球汽車電子博覽會”，由廣東省工業和信息化廳、深圳市工業和信息化局、中國能源汽車傳播集團指導，《中國汽車報》社主辦，愛集微承辦，于2023年9月26日至27日在深圳福田會議中心隆重召開。

本屆峰會堅持行業領袖峰會的高端定位，全面助力產業間深度融合與創新，推動上下游產業鏈伙伴攜手合作，共同構建具有全球競爭力的汽車科技創新新生態。

峰會現場，多領域、多視角開展的20場特色活動，囊括主峰會、技術研討、項目路演、專業展覽、交流盛宴等，匯聚政、產、學、研、用、投等多個產業圈層，圍繞全球及中國汽車半導體產業熱點展開交流，峰會重點聚焦新技術、新趨勢，深入剖析汽車半導體各細分領域的發展機遇和挑戰，近百個精彩紛呈的演講，共同呈現出一幅專業而全面的思維圖景。

在9月26日舉辦的“智能底盤專場”上，蜂巢智能轉向系統（江蘇）有限公司硬件開發科科長曹良振分享了蜂巢智能轉向公司前沿技術，以下內容為現場演講實錄：

曹良振：尊敬的領導、嘉賓和各位企業同仁，我是來自蜂巢智能轉向有限公司的曹良振，很榮幸能夠參與智能地盤的論討，我將分四個部分對蜂巢智能轉向前沿技術和大家做一個共享和交流。

蜂巢智能轉向系統（江蘇）有限公司硬件開發科科長 曹良振

首先介紹一下蜂巢智能轉向有限公司。我們的母公司是蜂巢易創，產品涵蓋發動機、變速箱、電驅動、轉向產品，目前全面參與市場競爭，2018年成立獨立法人單位，注冊資本32億，年營業收入250億，主要分為動力、傳動、轉向三個板塊。蜂巢智能轉向系統（江蘇）有限公司是蜂巢易創全資子公司，主要深耕乘用車智能轉向和商用車的智能轉向產品，為汽車電動化、智能化、網聯化服務，也是2018年成為的獨立法人單位，注冊資本3.57億元。

蜂巢轉向公司2017年開始轉向系統的項目立項、開發啟動，2019年首個EPS項目達成量產，2020年年產7萬套，并拿到IATF16949認證及功能安全認證，2021年進行L2+級開發，銷量逐年增長，2023年產量約有40W臺。目前公司已建成2個研發基地以及2個生產基地。2個生產基地為徐水生產基地和揚中生產基地，徐水工程位于河北保定，揚中工廠位于鎮江揚中經濟開發區，保定的最初的研發中心在2018年9月啟用，2021年底蘇州總部研發中心成立，也會作為后面的運營主體。

目前，蜂巢智能轉向已經布局了SP-EPS、DP-EPS、R-EPS、后輪轉向、主動轉向、線控轉向產品，尚未涉及的產品包括傳統的液壓助力轉向以及前兩年市場上的非解耦的線控轉向系統，其余的轉向形式是全產業布局。其中，非冗余產品現已40萬套以上，部分冗余的DP-EPS已經8萬套以上，P-EPS于今年3月量產，雙冗余DP-EPS于去年12月量產，前輪線控轉向也是目前公司大力投入且符合未來技術發展趨勢的核心產品，大約在24年的年中能達到一個技術端的SOP，具體的量產時間需要依據客戶的項目周期需求。在商用車領域的布局上，今年年底我們已經實現IEHPS、IMPS、IEPS的量產

基于目前汽車產業的快速發展，我們也針對現在對智能底盤、線控底盤的需求，對轉向系統未來發展有一些自己的思考。首先，從未來汽車自動駕駛的需求端分析，自動駕駛已成為汽車行業或者新能源汽車的標配，L1或者L2的產品已經算是現在特別是新勢力、新產品主要的賣點，自動駕駛L2級別、L3甚至L4已經是現在自動駕駛發展的不可逆的趨勢。今年6月，工信部也提出支持L3級及以上級別的自動駕駛功能商業化應用，行業、政府端也在推動自動駕駛的發展。

作為轉向系統，在自動駕駛模式下主要承擔的功能是能夠滿足自動駕駛的執行要求，能執行車輛的橫向控制指令?，F在普及的L1、L2，對于轉向系統要求并不太高，只要執行Fail-safe就可以了，但是達到L3、L4、L5的轉向系統，就有更高的要求。在特定的工況及場景下，有fail-operational的需求；在L4、L5的時候，在發生特殊的工況以及緊急工況下，應該滿足車輛安全控制條件下能執行的最小化風險的策略，可能是緊急避讓，可能是急速停車或者其他安全模式。在L4、L5級別下，方向盤會收縮甚至取消，也會有一個乘坐舒適性的需求。

對于用戶端的需求，首先是異形方向盤，主要是給駕駛員提供更可靠、更多的駕駛視野。如果能做到轉角范圍在正負180度，就避免了交叉手，這樣開車過程中，就像開F1一樣，整個的操控會更加輕便自如。另外主動安全功能以及底盤域控制，在特定的使用工況下，會對轉向系統有一定的軟件控制權。在某些危險場景，智能駕駛控制器或域控制器可以發出出單獨的控制需求，以實現更高的主動安全性。目前傳統的轉向系統只有一個輕重的區別，隨著后續轉向系統的發展，最直觀的是在不同人員、不同車速下，對轉向系統的駕駛風格也會有更多要求?；谛枨蠓治觯愋畏较虮P的應用能夠有效降低駕駛員的操作強度，提高舒適性。軟件控制權的加入也能提高車輛的主被動安全行。所以方向盤與車輛的解耦將是未來智能汽車發展的必須條件，也是線控底盤實現的基本需求，主動轉向和線控轉向需求將逐步進入市場。

下面介紹一下我們公司的主動轉向系統，簡單理解是在方向盤和轉向器之間增加一個電動控制模塊，可以額外做一個轉角疊加，改變方向盤的旋轉角度和車輪之間的比值。在E-VGR系統沒有介入的時候，方向盤的轉角與下面車輪的轉角是固定的，但通過E-VGR的模塊，當低速行駛的時候，可以讓E-VGR模塊額外疊加輸出端的轉角。這樣車輪能夠產生更大的轉動角度。在高速時，同樣轉動方向盤的角度，E-VGR模塊可以做一個負角度的疊加，這樣車輪端就會產生一個比較小的角度，降低了轉向的敏捷度，提高了安全性。

我們E-VGR類似可以產生一個虛擬線角傳動比，主要基于軟件來設定，基于不同的車速調整不同的比例曲線，滿足當低速行駛時，方向盤轉角小于180度，提升原地掉頭、倒車移庫，直線變道等工況的靈活性，相反的在高速時就能保證車輛的穩定安全。目前寶馬、奧迪、雷克薩斯都有相關產品，寶馬是兩級行星的齒輪機構，奧迪和雷克薩斯是諧波齒輪的機構，我們是少齒差的結構，這套方案是我們自己設計的獨特結構，也已經申請了發明專利，此模塊符合目前的法規要求，能實現在方向盤和車輪非解耦的形式下，達到主動轉向、主動安全的應用功能。除了外資企業應用和豪華車型應用，目前國內還沒有企業在做相關的產品開發，我們公司這款產品研發成功后，將會以一個親民的價格投向市場。如果有一個龐大的車型應用，會有一個非常直觀、非常低的成本優勢。

線控轉向系統就是在車輛轉向系統中去掉中間傳動軸，在方向盤與車輪之間只有電信號連接。線控轉向的整個的動力來源完全是人手以外的動力提供也稱為全動力轉向，這也是目前我們的國標中放開的一點，能允許目前的全動力轉向實現商業化應用。整個的線控轉向系統都是通過電信號傳輸指令的，沒有物理途徑的連接。

匹配了線控轉向系統的車輛具有兩種操控模式，一種是自動駕駛的模式，可以保持人不干預方向盤或者方向盤靜默的狀態實現轉向功能；第二是手動控制模式，跟傳統的轉向模式是一樣的，只不過通過電機控制來模擬手感，來達到和普通轉向一樣的駕駛體驗。

線控轉向系統有幾大優勢。一是能提供更大的空間；二是提供個性化的路感反饋；三是提高汽車的安全性能；四是改善駕駛的特性；五是實現底盤的平臺化，目前這套轉向系統不會區分左右舵產品，所有車輛均可匹配；六是主動安全的實現。

公司線控轉向系統產品技術形態包括了手感模擬單元以及轉向執行單元，整個電子架構跟滿足L3級自動駕駛需求的整車電子架構基本一致，主要區別是我們的手感模擬單元與轉向執行單元之間增加了兩路私有通訊，實現整個轉向系統的完全解耦，整個電子架構達到高度冗余，通訊周期會更短，抗干擾能力更強。線控轉向應用場景上，在乘用車領域，基于不同的載荷有不同的產品形態，包括DP的形式、REPS的形式等，相關產品都有應用；商用車領域會根據不同的前軸載荷，比如輕型、微型的商用車可以采用R-EPS的線控系統形式，重型和中型車輛會采用電動循環求或電液壓循環球形式。

針對線控轉向系統的技術難點，首先是安全性，功能安全要求要做到高度冗余，還要做一些類似的區域隔離，保證整個系統的安全性。另外是網絡安全，保證產品防御、隔離以及防止不被其他網絡所攻擊，這是目前線控轉向系統必備的條件。還有是產品一致性，線控轉向系統對生產的一致性要求包括關鍵零部件、關鍵尺寸以及整個產品在環境耐久后的穩定狀態都提出更高要求。從性能上，要求發生故障時容錯時間要更端、整個系統效能要更高，才能保證可靠性。

路感模擬部分是整個線控轉向開發中最主要的技術難點，其中包括路感可調、齒條力實時反饋等邏輯功能需要大量的測試及優化。電子架構部分、信號傳輸的安全架構怎么實現、線控轉向的上位機指令如何去保證它的實時響應，同時作為執行端，如何保持我們的控制精度以及在你發出指令后的系統響應，都是需要攻克的技術難點。目前公司基于整個的這些技術難點，除了目前的路感是在基于不同的駕駛者和不同駕駛風格的持續優化調整，其他功能都已經基本完成了技術儲備以及技術應用，基本達到準量產狀態。

以上就是我對我們公司前沿技術的分享，智能底盤以及線控轉向還是需要有很長的路要走，還是需要我們產、學、研、投多領域的協同合作，來支持和推動我們的智能底盤以及線控轉向產品的快速落地，以上是我的分享，謝謝大家。